Apaza-Chambilla-Oscar

Ingeniería Civil

•

SIN SIGLA

Carlos lopez

2/11/2023

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Ingeniería Civil

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

TESIS
“INCIDENCIA DE LAS PATOLOGÍAS EN LA SUPERFICIE Y
ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO FLEXIBLE, EN LA AV.
JORGE BASADRE GROHMANN TRAMO CALLE 22 – AV.
PINTO – TACNA, 2018”

PARA OPTAR:
TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL

PRESENTADO POR:
Bach. OSCAR RAUL APAZA CHAMBILLA

TACNA – PERÚ
2019
ii

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA

FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

TESIS
“INCIDENCIA DE LAS PATOLOGÍAS EN LA SUPERFICIE
Y ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO FLEXIBLE, EN LA AV.
JORGE BASADRE GROHMANN TRAMO CALLE 22 – AV.
PINTO – TACNA, 2018”

Tesis sustentada y aprobada el 22 de octubre del 2019, estando el jurado calificador
integrado por:

PRESIDENTE : ____________________________________________
ING. ROLANDO GONZALO SALAZAR CALDERÓN JUÁREZ

SECRETARIO : ____________________________________________
ING. CESAR ARMANDO URTEAGA ORTIZ

VOCAL : ____________________________________________
MAG. ING. MARTIN PAUCARA ROJAS

ASESOR : ____________________________________________
MAG. ING. PEDRO VALERIO MAQUERA CRUZ
iii
DECLARACIÓN JURADA DE ORIGINALIDAD

Yo OSCAR RAUL APAZA CHAMBILLA, en calidad de: Bachiller en Ingeniería
Civil de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Facultad de Ingeniería de la
Universidad Privada de Tacna, identificado con DNI 46972611.

Declaro bajo juramento que:

1. Soy autor de la tesis titulada: “INCIDENCIA DE LAS PATOLOGÍAS EN LA
SUPERFICIE Y ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO FLEXIBLE, EN LA AV.
JORGE BASADRE GROHMANN TRAMO CALLE 22 – AV. PINTO –
TACNA, 2018” la misma que presento para optar: TÍTULO PROFESIONAL
DE INGENIERO CIVIL

2. La tesis no ha sido plagiada ni total ni parcialmente, para la cual se han
respetado las normas internacionales de citas y referencias para las
fuentes consultadas.

3. La tesis presentada no atenta contra derechos de terceros.

4. La tesis no ha sido publicada ni presentada anteriormente para obtener
algún grado académico previo o título profesional.

5. Los datos presentados en los resultados son reales, no han sido
falsificados, ni duplicados, ni copiados.
Por lo expuesto, mediante la presente asumo frente a LA UNIVERSIDAD
cualquier responsabilidad que pudiera derivarse por la autoría, originalidad y
veracidad del contenido de la tesis, así como por los derechos sobre la obra y/o
invención presentada. En consecuencia, me hago responsable frente a LA
UNIVERSIDAD y a terceros, de cualquier daño que pudiera ocasionar, por el
incumplimiento de lo declarado o que pudiera encontrar como causa del trabajo
presentado, asumiendo todas las cargas pecuniarias que pudieran derivarse de ello
en favor de terceros con motivo de acciones, reclamaciones o conflictos derivados
del incumplimiento de lo declarado o las que encontrasen causa en el contenido de
la tesis, libro y/o invento.

iv
De identificarse fraude, piratería, plagio, falsificación o que el trabajo de
investigación haya sido publicado anteriormente; asumo las consecuencias y
sanciones que de mi acción se deriven, sometiéndome a la normatividad vigente de
la Universidad Privada de Tacna.

Tacna, 22 de octubre del 2019

________________________________
Bach. OSCAR RAUL APAZA CHAMBILLA
DNI. 46972611

Dedicatoria
La presenta tesis se la dedico a mi madre, quien siempre confió en mí y apoyó
durante mi formación personal. Es mucho lo que tengo que agradecerte,
siempre soy consciente de las cosas que has hecho por mí.

Por ti, detendría el tiempo.

Agradecimiento

Le agradezco a Dios por cuidarme y mantener la fe. Siempre estas presente y
alegras mi corazón.

Agradezco a los ingenieros de Escuela de Ingeniería Civil de la Universidad
Privada de Tacna, por compartir sus conocimientos a lo largo de mi formación
profesional, de manera especial a mi asesor el ingeniero Pedro Valeriano
Maquera Cruz, quien me ha guiado y aconsejado durante la elaboración de mi
tesis.
.
Agradezco a mi hermana Tania por su apoyo en la elaboración de mi tesis y por
tenerme mucha paciencia. Te lo agradezco mucho.

Finalmente quiero agradecer a mis compañeros por los momentos compartidos
durante muchos años y apoyarme incondicionalmente. Siempre estarán en mi
corazón.

vii

ÍNDICE

1 CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................... 21
1.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA ..............................................................................................21
1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA .............................................................................................23
1.2.1 PROBLEMA GENERAL .....................................................................................................23
1.2.2 PROBLEMAS ESPECÍFICOS ............................................................................................23
1.3 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN ...................................................24
1.4 OBJETIVOS ................................................................................................................................26
1.4.1 OBJETIVO GENERAL .......................................................................................................26
1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..............................................................................................26
1.5 HIPÓTESIS .................................................................................................................................26
1.5.1 HIPÓTESIS GENERAL ......................................................................................................26
1.5.2 HIPÓTESIS ESPECÍFICO .................................................................................................26
2 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO ......................................................................................... 27
2.1 ANTECEDENTES DEL ESTUDIO ..............................................................................................27
2.1.1 ANTECEDENTES INTERNACIONALES ...........................................................................27
2.1.2 ANTECEDENTES NACIONALES ......................................................................................28
2.1.3 ANTECEDENTES LOCALES .............................................................................................30
2.2 BASE TEÓRICAS .......................................................................................................................32
2.2.1 PAVIMENTO ......................................................................................................................32
2.2.1.1 TIPOS DE PAVIMENTOS .............................................................................................32
2.2.2 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO. ..............................................34
2.2.3 CONFORMACIÓN DEL PAVIMENTO FLEXIBLE ..............................................................35
2.2.4 TIPOS DE FALLAS EN EL PAVIMENTO ...........................................................................36
2.2.5 IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DEL DETERIORO DEL PAVIMENTO .............................37
EVALUACIÓN SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO .......................................................................39
2.2.6 EVALUACIÓN SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO ..............................................................39
2.2.7 EVALUACIÓN SUPERFICIAL POR EL MÉTODO VIZIR ...................................................40
2.2.7.1 GENERALIDADES ........................................................................................................402.2.7.2 CLASIFICACIÓN DE LAS PATOLOGÍAS SEGÚN VIZIR .............................................41
2.2.7.3 DETERMINAR LA CLASIFICACIÓN SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO .......................46
2.2.8 METODOLOGÍA DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO (PCI) .........................49
2.2.8.1 GENERALIDADES ........................................................................................................49
viii
2.2.8.2 PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN ..........................................................................49
2.2.8.3 CLASIFICACIÓN DEL PAVIMENTO SEGÚN EL PCI ...................................................52
2.2.8.4 COMPARACIÓN DE LAS PATOLOGÍAS DEL MÉTODO VIZIR Y PCI .........................53
2.2.9 EVALUACIÓN SUPERFICIAL Y RANGO DE PAVIMENTO (PASER) ...............................54
EVALUACIÓN ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO (DEFLECTOMETRÍA) ................................55
2.2.10 EVALUACIÓN DE LA CONDICIÓN ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO ..........................55
2.2.11 LA DEFLECTOMETRÍA PARA LA EVALUACIÓN ESTRUCTURAL ..................................56
2.2.12 CLASIFICACIÓN DE EQUIPOS NO DESTRUCTIVOS .....................................................57
2.2.13 MEDICIÓN DE LAS DEFLEXIONES CON LA VIGA BENKELMAN ...................................58
2.2.13.1 EQUIPOS NECESARIOS PARA EL ENSAYO ............................................................59
2.2.13.2 FUNCIONAMIENTO DE LA VIGA BENKELMAN ........................................................59
2.2.13.3 PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO CON LA VIGA BENKELMAN................................60
2.2.14 PARÁMETROS PARA EL ENSAYO DE LA DEFLECTOMETRÍA .....................................63
2.2.14.1 CÁLCULO DE LAS DEFLEXIONES ............................................................................63
2.2.14.2 DEFLEXIÓN ADMISIBLE (Dadm) ...............................................................................64
2.2.14.3 DEFLEXIÓN CARACTERÍSTICA (Dc) ........................................................................66
2.2.14.4 RADIO DE CURVATURA (R) ......................................................................................67
2.2.14.5 COMPARACIÓN DE LA DEFLEXIÓN CARACTERÍSTICA Y ADMISIBLE .................69
2.2.14.6 CORRECCIÓN DE LA DEFLEXIÓN POR TEMPERATURA .......................................69
2.2.14.7 CORRECCIÓN POR ESTACIONALIDAD ...................................................................70
CAPACIDAD DE SOPORTE DE LA SUBRASANTE (CBR) ........................................................71
2.2.15 CAPACIDAD DE SOPORTE DE LA SUBRASANTE .........................................................71
2.2.15.1 GENERALIDADES DEL MODELO DE HOGG ............................................................72
2.2.15.2 DESCRIPCIÓN DEL MODELO HOGG .......................................................................73
2.2.15.3 VENTAJAS Y DESVENTAJAS ....................................................................................74
2.2.15.4 ADAPTACIONES DEL MODELO DE HOGG ..............................................................74
2.2.15.5 PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DEL MODELO HOGG ............................................75
2.2.15.6 MODELO DE HOGG - POR MEDIO DE NOMOGRAMAS ..........................................77
2.2.15.7 MODELO DE HOGG - POR CÁLCULO DIRECTO .....................................................80
2.2.15.8 RELACIÓN DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD Y EL CBR ..........................................83
2.2.16 ENSAYO EN LABORATORIO PARA DETERMINAR EL CBR DE LA SUBRASANTE ......85
2.2.16.1 CÁLCULOS PARA DETERMINAR EL CBR ................................................................86
2.3 DEFINICIÓN DE TÉRMINOS .....................................................................................................88

ix
3 CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO.......................................................................... 91
3.1 TIPO Y NIVEL DE LA INVESTIGACIÓN ....................................................................................91
3.1.1 TIPO DE ESTUDIO ............................................................................................................91
3.1.2 NIVEL DE LA INVESTIGACIÓN ........................................................................................91
3.2 POBLACIÓN Y/O MUESTRA DE ESTUDIO...............................................................................93
3.2.1 POBLACIÓN ......................................................................................................................93
3.2.2 MUESTRA DE ESTUDIO ...................................................................................................93
3.2.2.1 DESCRIPCIÓN DE LA MUESTRA DE ESTUDIO .........................................................93
3.3 OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES .................................................................................95
3.3.1 VARIABLE INDEPENDIENTE ............................................................................................95
3.3.2 VARIABLE DEPENDIENTE ...............................................................................................96
3.4 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS PARA LA RECOLECCIÓN DE DATOS ..................................97
3.4.1 TÉCNICAS PARA LA RECOLECCIÓN DE DATOS - SUPERFICIAL ................................97
3.4.2 TÉCNICAS PARA LA RECOLECCIÓN DE DATOS – ESTRUCTURAL ............................99
3.5 PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS ...........................................................................101
3.5.1 PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE LA EVALUACIÓN SUPERFICIAL .........................101
3.5.1.1 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN - MÉTODO VIZIR ..................................102
3.5.2 PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE LA EVALUACIÓN ESTRUCTURAL.......................105
3.5.2.1 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN - DEFLECTOMETRÍA............................106
3.5.3 PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DEL CBR DE LA SUBRASANTE ................................107
3.5.3.1 OBTENCIÓN DEL CBR DE LA SUBRASANTE ..........................................................107
3.5.3.2 ENSAYO DE CBR EN LABORATORIO ......................................................................107
4 CAPÍTULO IV: RESULTADOS ............................................................................................ 109
RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN SUPERFICIAL ...............................................................109
4.1 RESULTADOS APLICANDO EL MÉTODO VIZIR ....................................................................109
4.1.1 CÁLCULO DE LAS UNIDADES DE MUESTREO ............................................................109
4.1.2 RESULTADOS DEL MÉTODO VIZIR - TRAMO I ............................................................114
4.1.2.1 DISTRIBUCIÓN DE LAS FALLAS – TRAMO N°01 .....................................................117
4.1.3 RESULTADOS DEL MÉTODO VIZIR - TRAMO II ...........................................................121
4.1.3.1 DISTRIBUCIÓN DE LAS FALLAS – TRAMO N°02 .....................................................124
4.2 RESULTADOS APLICANDO EL MÉTODO PCI .......................................................................127
4.2.1 RESULTADOS DEL MÉTODO PCI – TRAMO I ..............................................................127
4.2.2 RESULTADOS DEL MÉTODO PCI – TRAMO II .............................................................129
RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN ESTRUCTURAL (DEFLECTOMETRÍA) .........................132
x
4.3 RESULTADOS DE LA DEFLECTOMETRÍA DEL PAVIMENTO ...............................................132
4.3.1 RESULTADOS DE LA VIGA BENKELMAN DEL TRAMO N°01 ......................................132
4.3.1.1 RESULTADOS INICIALES DE LAS DEFLEXIONES DEL PAVIMENTO ....................134
4.3.1.2 RESULTADOS FINALES DE LAS DEFLEXIONES DEL PAVIMENTO .......................136
RESULTADOS DE LA CAPACIDADDE SOPORTE DE LA SUBRASANTE (CBR) .................141
4.4 RESULTADOS DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE DE LA SUBRASANTE............................141
4.4.1 OBTENCIÓN DEL CBR DE LA SUBRASANTE POR EL MODELO DE HOGG ..............141
4.4.2 OBTENCIÓN DEL CBR DE LA SUBRASANTE EN LABORATORIO ..............................143
4.5 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN SUPERFICIAL ...............................147
4.5.1 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS - VIZIR .....................................................................148
4.5.1.1 CLASIFICACIÓN SEGÚN VIZIR – TRAMO I ..............................................................148
4.5.1.2 CLASIFICACIÓN SEGÚN VIZIR – TRAMO II .............................................................154
4.5.2 COMPARACIÓN DE RESULTADOS DEL VIZIR Y PCI ..................................................158
4.5.2.1 COMPARACIÓN DE RESULTADOS DEL VIZIR Y PCI – TRAMO N°01 ....................158
4.5.2.2 COMPARACIÓN DE RESULTADOS DEL VIZIR Y PCI – TRAMO N°02 ....................160
4.6 ANÁLISIS DE LA EVALUACIÓN POR DEFLECTOMETRÍA ....................................................162
4.6.1 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS – TRAMO N°01 ........................................................163
4.7 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DEL CBR DE LA SUBRASANTE - ...................................165
4.7.1 ANÁLISIS DEL MODELO DE HOGG Y EL ENSAYO EN LABORATORIO .....................165
4.8 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN SUPERFICIAL Y ESTRUCTURAL 167
4.9 INCIDENCIAS DE LAS PATOLOGÍAS .....................................................................................167
4.9.1 SUPERFICIE DEL PAVIMENTO ......................................................................................167
4.9.2 ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO ...................................................................................168
4.10 FALLAS PRESENTES EN EL PAVIMENTO FLEXIBLE ......................................................170
4.11 ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO ..................................................................................172
5 CAPÍTULO V: DISCUSIÓN .................................................................................................. 174
DISCUSIÓN DE LA EVALUACIÓN SUPERFICIAL Y ESTRUCTURAL ....................................174
CONCLUSIONES ................................................................................................................. 176
RECOMENDACIONES......................................................................................................... 177
6 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................... 178

xi
ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 Patologías del Tipo A ...................................................................................................................42
Tabla 2 Patologías del Tipo B. ..................................................................................................................42
Tabla 3 Niveles de gravedad de los deterioros del Tipo A. .......................................................................43
Tabla 4 Niveles de gravedad de los deterioros del Tipo B. .......................................................................44
Tabla 5 Deterioros o fallas de los pavimentos asfálticos. .........................................................................45
Tabla 6 Calificación del Estado de la Superficie del Pavimento-VIZIR .....................................................48
Tabla 7 Tipos de fallas en el pavimento flexible – según el PCI ...............................................................50
Tabla 8 Formato para la evaluación superficial por el método PCI. ..........................................................51
Tabla 9 Rango de Clasificación del PCI - Norma ASTM D6433-16. .........................................................52
Tabla 10 Cuadro comparativos de patologías del VIZIR y PCI .................................................................53
Tabla 11 Clasificación del pavimento según la metodología PASER .......................................................54
Tabla 12 Distancia del punto de ensayo. ..................................................................................................60
Tabla 13 Definición de Deflexión Característica - Según Tipo de Carretera .............................................66
Tabla 14 Condicions del pavimento de acuerdo al Tipo de Dejlexión y Radio de Curvatura. ...................68
Tabla 15 Corrección por estacionalidad ....................................................................................................70
Tabla 16 Parámetros del modelo Hogg. ...................................................................................................74
Tabla 17 Coeficientes para el Modelo de Hogg. .......................................................................................82
Tabla 18 Categorias de Sub rasante. .......................................................................................................84
Tabla 19 Penetraciones para el ensayo de CBR. .....................................................................................86
Tabla 20 Orden de Investigación. .............................................................................................................92
Tabla 21 Dimensiones de la variable independiente.................................................................................95
Tabla 22 Dimensiones de la variable dependiente. ..................................................................................96
Tabla 23 Formato para la evaluación superficial por VIZIR. ......................................................................98
Tabla 24 Formato para la evaluación de la deflectometría. .....................................................................100
Tabla 25 Longitud de unidades de muestra asfálticas ............................................................................102
Tabla 26 Longitud de unidades de muestra asfálticas ............................................................................111
Tabla 27 Unidades de muestreo Tramo N°01 .........................................................................................113
Tabla 28 Unidades de muestreo Tramo N°02 .........................................................................................113
Tabla 29 Cuadro resumen (VIZIR) - Av. Jorge Basadre Grohmann - Tramo N°01. ................................115
Tabla 30 Resultados del VIZIR – Ejemplo de las unidades U-1 y U-2 (Tramo N°1). ..............................116
Tabla 31 Resumen de las fallas - Tramo N°01 .......................................................................................117
Tabla 32 Cuadro resumen (VIZIR) - Av. Jorge Basadre Grohmann - Tramo N°02. ................................122
Tabla 33 Resultados del VIZIR - Ejemplo de las unidades U-49 y U-50 (Tramo N°2). ...........................123
Tabla 34 Resumen de las fallas - Tramo N°02 .......................................................................................124
Tabla 35 Cuadro resumen (PCI) - Av. Jorge Basadre Grohmann - Tramo N°01 ....................................127
Tabla 36 Cuadro promedio del PCI por sección – Tramo 01 ..................................................................128
Tabla 37 Cuadro resumen (PCI) - Av. Jorge Basadre Grohmann - Tramo N°02. ...................................129
Tabla 38 Cuadro promedio del PCI por sección – Tramo 02 ..................................................................130
Tabla 39 Modelo de registro del PCI U-15 / Sección 03. ........................................................................131
Tabla 40 Resultados corregidos por temperatura del margen derecho ..................................................134Tabla 41 Resultados corregidos por temperatura del margen izquierdo.................................................135
Tabla 42 Ejemplo del cálculo de la deflexión del Km 0+000.00 ..............................................................136
xii
Tabla 43 Resultados corregidos de la evaluación de la deflectométría Km 0+000.0 al Km 0+950.0 ......137
Tabla 44 Resultados corregidos de la evaluación de la deflectométría Km 0+950.0 al Km 1+699.0 ......138
Tabla 45 Todas las evaluaciones de la deflectométría del Km 0+000 al Km 1+699.0 ............................139
Tabla 46 Todos los resultados del CBR de la subrasante del Km 0+000 al Km 1+699.0 .......................142
Tabla 47 Resultados del Proctor Modificado de la Av. Jorge Basadre Grohmann .................................144
Tabla 48 Resultados del ensayo de Relación de Soporte California (C.B.R.) – Parte 1 ........................145
Tabla 49 Resultados del ensayo de Relación de Soporte California (C.B.R.) – Parte 2 .........................146
Tabla 50 Resultados de la evaluación con el método VIZIR - Tramo N°01 ............................................149
Tabla 51 Resultados del VIZIR promedio por sección - Tramo N°01......................................................152
Tabla 52 Resultados de la evaluación con el método VIZIR - Tramo N°02. ...........................................155
Tabla 53 Resultados del VIZIR promedio por sección - Tramo N°02......................................................157
Tabla 54 Comparación de los resultados del VIZIR y PCI - Tramo N°01. ...............................................158
Tabla 55 Comparación de los resultados del VIZIR y PCI - Tramo N°02. ...............................................160
Tabla 56 Análisis de los resultados de la evacuación estructural - Tramo N°01. ....................................163
Tabla 57 Resultados del CBR del modelo de Hogg y el ensayo en laboratorio. .....................................166
Tabla 58. Tratamiento de las fallas en la Av. Jorge Basadre Grohmann ................................................172
Tabla 59 Resultados del VIZIR - Muestreo U-1 y U-2 (Tramo N°1). .......................................................199
Tabla 60 Resultados del VIZIR - Muestreo U-3 y U-4 (Tramo N°1). .......................................................200
Tabla 61 Resultados del VIZIR - Muestreo U-5 y U-6 (Tramo N°1). .......................................................201
Tabla 62 Resultados del VIZIR - Muestreo U-7 y U-8 (Tramo N°1). .......................................................202
Tabla 63 Resultados del VIZIR - Muestreo U-9 y U-10 (Tramo N°1). .....................................................203
Tabla 64 Resultados del VIZIR - Muestreo U-11 y U-12 (Tramo N°1). ...................................................204
Tabla 65 Resultados del VIZIR - Muestreo U-13 y U-14 (Tramo N°1). ...................................................205
Tabla 66 Resultados del VIZIR - Muestreo U-15 y U-16 (Tramo N°1). ...................................................206
Tabla 67 Resultados del VIZIR - Muestreo U-17 y U-18 (Tramo N°1). ...................................................207
Tabla 68 Resultados del VIZIR - Muestreo U-19 y U-20 (Tramo N°1). ...................................................208
Tabla 69 Resultados del VIZIR - Muestreo U-21 y U-22 (Tramo N°1). ...................................................209
Tabla 70 Resultados del VIZIR - Muestreo U-23 y U-24 (Tramo N°1). ...................................................210
Tabla 71 Resultados del VIZIR - Muestreo U-25 y U-26 (Tramo N°1). ...................................................211
Tabla 72 Resultados del VIZIR - Muestreo U-27 y U-28 (Tramo N°1). ...................................................212
Tabla 73 Resultados del VIZIR - Muestreo U-29 y U-30 (Tramo N°1). ...................................................213
Tabla 74 Resultados del VIZIR - Muestreo U-31 y U-32 (Tramo N°1). ...................................................214
Tabla 75 Resultados del VIZIR - Muestreo U-33 y U-34 (Tramo N°1). ...................................................215
Tabla 76 Resultados del VIZIR - Muestreo U-35 y U-36 (Tramo N°1). ...................................................216
Tabla 77 Resultados del VIZIR - Muestreo U-37 y U-38 (Tramo N°1). ...................................................217
Tabla 78 Resultados del VIZIR - Muestreo U-39 y U-40 (Tramo N°1). ...................................................218
Tabla 79 Resultados del VIZIR - Muestreo U-41 y U-42 (Tramo N°1). ...................................................219
Tabla 80 Resultados del VIZIR - Muestreo U-43 y U-44 (Tramo N°1). ...................................................220
Tabla 81 Resultados del VIZIR - Muestreo U-45 y U-46 (Tramo N°1). ...................................................221
Tabla 82 Resultados del VIZIR - Muestreo U-47 y U-48 (Tramo N°1). ...................................................222
Tabla 83 Resultados del VIZIR - Muestreo U-49 y U-50 (Tramo N°2). ...................................................224
Tabla 84 Resultados del VIZIR - Muestreo U-51 y U-52 (Tramo N°2) ....................................................225
Tabla 85 Resultados del VIZIR - Muestreo U-53 y U-54 (Tramo N°2) ....................................................226
Tabla 86 Resultados del VIZIR - Muestreo U-55 y U-56 (Tramo N°2) ....................................................227
Tabla 87 Resultados del VIZIR - Muestreo U-57 y U-58 (Tramo N°2) ....................................................228
xiii
Tabla 88 Resultados del VIZIR - Muestreo U-59 y U-60 (Tramo N°2) ....................................................229
Tabla 89 Resultados del VIZIR - Muestreo U-61 y U-62 (Tramo N°2) ....................................................230
Tabla 90 Resultados del VIZIR - Muestreo U-63 y U-64 (Tramo N°2) ....................................................231
Tabla 91 Resultados del VIZIR - Muestreo U-65 y U-66 (Tramo N°2) ....................................................232
Tabla 92 Resultados del VIZIR - Muestreo U-67 y U-68 (Tramo N°2) ....................................................233
Tabla 93 Resultados del VIZIR - Muestreo U-69 y U-70 (Tramo N°2) ....................................................234
Tabla 94 Resultados del VIZIR - Muestreo U-71 y U-72 (Tramo N°2) ....................................................235
Tabla 95 Resultados del VIZIR - Muestreo U-73 y U-74 (Tramo N°2) ....................................................236
Tabla 96 Resultados del VIZIR - Muestreo U-75 y U-76 (Tramo N°2) ....................................................237
Tabla 97 Resultados del VIZIR - Muestreo U-77 y U-78 (Tramo N°2) ....................................................238
Tabla 98 Resultados del VIZIR - Muestreo U-79 y U-80 (Tramo N°2) ....................................................239
Tabla 99 Resultados del VIZIR - Muestreo U-81 y U-82 (Tramo N°2) ....................................................240
Tabla 100 Resultados del VIZIR - Muestreo U-83 y U-84 (Tramo N°2) ..................................................241
Tabla 101 Resultados del VIZIR - Muestreo U-85 y U-86 (Tramo N°2) ..................................................242
Tabla 102 Resultados del VIZIR - Muestreo U-87 y U-88 (Tramo N°2) ..................................................243
Tabla 103 Resultados del VIZIR - Muestreo U-89 y U-90 (Tramo N°2) ..................................................244
Tabla 104 Resultados del VIZIR - Muestreo U-91 y U-92 (Tramo N°2) ..................................................245
Tabla 105 Resultados del VIZIR - Muestreo U-93 y U-94 (Tramo N°2) ..................................................246
Tabla 106 Resultados del VIZIR - Muestreo U-95 y U-96 (TramoN°2) ..................................................247

xiv

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Condición actual del pavimento. .................................................................................................22
Figura 2. Las fallas dificultan la transitabilidad en la vía ............................................................................22
Figura 3. Estructura básica de un pavimento flexible.................................................................................33
Figura 4. Estructura básica de un pavimento rígido. ..................................................................................33
Figura 5. Comportamiento estructural de los pavimentos rígidos y asfálticos. ..........................................34
Figura 6. Fallas en el pavimento. ...............................................................................................................37
Figura 7. Relación actividades de Mantenimiento y Rehabilitación ...........................................................38
Figura 8. Diagrama de flujo para la clasificación por el método VIZIR.......................................................41
Figura 9. Flujograma para determinar el Índice Deterioro Superficial "Is" ..................................................46
Figura 10. Deflexión del pavimento asfáltico. ............................................................................................56
Figura 11. Esquema y principio de funcionamiento de la Viga Benkelman ................................................60
Figura 12. Configuración Geométrica del Sistema de Carga en Ensayos con la Viga Benkelman. ..........61
Figura 13. Esquema del proceso de medición con la viga Benkelman. .....................................................62
Figura 14. Gráfico de deflexiones admisibles ............................................................................................65
Figura 15. Significado cualitativo de los diferentes tipos de Curvas de Deflexiones ..................................68
Figura 16. Modelo Hogg. ...........................................................................................................................73
Figura 17. Modelo de la presion de carga. .................................................................................................76
Figura 18. Curvas para obtener Longitud Caracteristica. ...........................................................................77
Figura 19. Curvas para obtener el Modulo de Elasticidad. ........................................................................78
Figura 20. Ejemplo para obtener el Modulo de Elasticidad. .......................................................................79
Figura 21. Equipo para el ensayo de CBR. ................................................................................................85
Figura 22. Curva para cálculo de índice de CBR. ......................................................................................87
Figura 23. Parque Industrial de Tacna. ......................................................................................................93
Figura 24. Ubicación del tramo a investigar de la Av. Jorge Basadre Grohmann. .....................................94
Figura 25. Procedimiento de análisis del problema. ................................................................................108
Figura 26. Secciones del tramo N°01 - Av. Jorge Basadre Grohmann. ...................................................109
Figura 27. Secciones del tramo N°02 - Av. Jorge Basadre Grohmann. ...................................................110
Figura 28. Secciones del tramo N°01. .....................................................................................................114
Figura 29. Distribución de la falla - Depresiones o hundimientos Longitudinales (Tramo N°01). .............118
Figura 30. Fisuras longitudinales por fatiga (Tramo N°01).......................................................................118
Figura 31. Distribución de la falla - Bacheos y parcheos (Tramo N°01)...................................................118
Figura 32. Fisura de contracción térmica (Tramo N°01). .........................................................................119
Figura 33. Distribución de la falla - Fisura de borde (Tramo N°01). .........................................................119
Figura 34. Distribución de la falla - Ojos de pescado o Huecos (Tramo N°01). .......................................119
Figura 35. Distribución de la falla - Perdida de agregado (Tramo N°01)..................................................120
Figura 36. Distribución de la falla – Escalonamiento entre calzada y berma (Tramo N°01). ...................120
Figura 37. Secciones del tramo N°02. .....................................................................................................121
Figura 38. Distribución de la falla – Depresiones o hundimientos longitudinal (Tramo N°02). .................125
Figura 39. Distribución de la falla – Bacheos y parcheos (Tramo N°02). .................................................125
Figura 40. Distribución de la falla – Fisuras de borde (Tramo N°02). ......................................................125
Figura 41. Distribución de la falla – Ojo de pescado o Huecos (Tramo N°02). ........................................126
xv
Figura 42. Distribución de la falla – Pérdida de agregados (Tramo N°02). ..............................................126
Figura 43. Distribución de la falla – Escalonamiento entre calzada y berma (Tramo N°02). ...................126
Figura 44. Distribución del porcentaje del PCI. ........................................................................................128
Figura 45. Distribución del porcentaje del PCI. ........................................................................................130
Figura 46. Ubicación del Tramo N°01 de la Av. Jorge Basadre Grohmann. ............................................132
Figura 47. Curvas de deflexiones del margen derecho – Tramo N°01 ....................................................134
Figura 48. Curvas de deflexiones del margen izquierdo – Tramo N°01 ...................................................135
Figura 49. Deflectograma de la av. Jorge Basadre Grohmann – Tramo N°01 .........................................140
Figura 50. Sección transversal de la av. Jorge Basadre Grohmann – Tramo N°01 .................................140
Figura 51. Distribución de las secciones en el Tramo N°01. ....................................................................148
Figura 52. Diagrama lineal de resultados del VIZIR - Tramo N°01. .........................................................151
Figura 53. Porcentajes de clasificación según VIZIR – Tramo N°01. ......................................................153
Figura 54. Distribución de las secciones del tramo N°02. ........................................................................154
Figura 55. Av. Jorge Basadre Grohmann - Tramo N°02. .........................................................................154
Figura 56. Diagrama lineal de resultados del VIZIR - Tramo N°02. .........................................................156
Figura 57. Porcentajes de clasificación según VIZIR – Tramo N°01. ......................................................157
Figura 58. Diagrama lineal de los resultados del VIZIR y PCI - Tramo N°01. ..........................................159
Figura 59. Diagrama lineal de los resultados del VIZIR y PCI - Tramo N°02. ..........................................161
Figura 60. Comparación de las deflexiones en la Av. Jorge Basadre Grohmann. ...................................164
Figura 61. Perdida de agregados, expandiendo la base del pavimento. .................................................169
Figura 62. Por evitarlos baches, los vehículos se trasladan por el borde de la berma. ..........................169

xvi

ÍNDICE DE ANEXOS

ANEXO N°01 RESULTADOS DE LAS DEFLEXIONES EMPLEANDO LA VIGA BENKELMAN ... 181
ANEXO N°02 ENSAYO DE RELACIÓN DE SOPORTE CALIFORNIA (C.B.R) ............................ 184
ANEXO N°03 FOTOGRÁFICO – EVALUACIÓN SUPERFICIAL ................................................... 188
ANEXO N°04 PANEL FOTOGRÁFICO – EVALUACIÓN ESTRUCTURAL ................................... 193
ANEXO N°05 RESULTADOS DE EVALUACIÓN SUPERFICIAL (VIZIR) - TRAMO N°01 ............ 198
ANEXO N°06 RESULTADOS DE EVALUACIÓN SUPERFICIAL (VIZIR) - TRAMO N°02 ............ 223
ANEXO N°07 PLANO DE UBICACIÓN DE LAS UNIDADES DE MUESTREO ............................. 248
ANEXO N°08 MATRIZ DE CONSISTENCIA ............................................................................. 249

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xvii

RESUMEN
En el presente trabajo de investigación se realizó una evaluación de las
incidencias de las patologías en la superficie y estructura del pavimento en la av.
Jorge Basadre Grohmann tramo Calle 22 – av. Pinto en la ciudad de Tacna, el tramo
evaluado tiene la longitud de 1699.00 metros y una sección de 6.60 metros por cada
calzada.
El objetivo de la investigación es evaluar la condición superficial y estructural
del pavimento flexible, mediante el método VIZIR se determinó la condición
superficial en que se encuentra el pavimento, además se comparó los resultados con
la metodología de “Índice de condición del pavimento PCI”. Para la evaluación
estructural se realizó a través del equipo conocido como viga Benkelman,
obteniéndose lecturas de las deflexiones del pavimento cuando es sometida a una
carga. Mediante los resultados de la deflectometría se logró conocer el módulo de
elasticidad de la subrasante por el “Modelo de Hogg modificado” y posteriormente
determinar la capacidad de soporte de la subrasante “CBR” en función a la ecuación
propuesta por “Heukelom”, también se realizó el ensayo de CBR de la subrasante en
laboratorio y luego se comparó con los resultados obtenidos anteriormente.
De la evaluación superficial se determinó que la condición del pavimento
correspondiente al tramo 01 y tramo 02 tienen una clasificación de regular y bueno
respectivamente. Con respecto a los resultados de la evaluación estructural por
deflectometría, se consideró evaluar solo el tramo 01 siendo este dónde más se
concentran las patologías, determinándose que la estructura del pavimento es
deficiente.
Se concluyó que la condición del pavimento en la av. Jorge Basadre
Grohmann se encuentra en mal estado, especialmente en el tramo 01 donde se
identificó una serie de patologías superficiales y de origen estructural de severidad
alta que afecta la transitabilidad y confort en la avenida mencionada, en algunas
casos las patologías están vinculadas a la deficiente capacidad de la subrasante del
pavimento, provocando la aparición de una variedad de fallas y con el transcurrir del
tiempo se han ido extendiendo y agravando su severidad.
Finalmente, en función a los resultados de la evaluación superficial y
estructural del pavimento, se recomendó que para el tramo 01 se deben realizar
trabajos de recapeo y reconstrucciones en determinadas zonas, teniendo en cuenta
realizar un reforzamiento de la subrasante. Asimismo, para el tramo 02 se deben
realizar trabajos rutinarios de mantenimiento para garantizar la transitabilidad,
seguridad y confort a los usuarios que circulan diariamente en la avenida.
Palabras Claves: Evaluación, deflectometría, patologías, pavimento, subrasante.
xviii
Abstract
In the present work of investigation an evaluation of the incidences of the
pathologies on the surface and structure of the pavement in the Jorge Basadre
Grohmann Avenue section Street 22 - Pinto Avenue in the city of Tacna was made,
the section evaluated has the length of 1699.00 meters and a section of 6.60 meters
for each road.
The objective of the research is to evaluate the superficial and structural
condition of the flexible pavement, by means of the VIZIR method the surface
condition of the pavement was determined, besides the results were compared with
the "PCI pavement condition index" methodology. For the structural evaluation the
equipment known as Benkelman beam was carried out through, obtaining readings
of the deflections of the pavement when it is subjected to a load. Using the results of
the deflectometry, it was possible to know the modulus of elasticity of the subgrade
by the "Modified Hogg Model" and later determine the support capacity of the
subgrade "CBR" according to the equation proposed by "Heukelom", also performed
the CBR assay of the subgrade in the laboratory and then compared it with the results
obtained previously.
From the surface evaluation it was determined that the condition of the
pavement corresponding to section 01 and section 02 have a classification of regular
and good, respectively. Regarding the results of the structural evaluation by
deflectometry, it was considered to evaluate only the section 01, this being where the
pathologies are concentrated, determining that the structure of the pavement is
deficient.
It was concluded that the condition of the pavement in the Jorge Basadre
Grohmann Avenue is in poor condition, especially in section 01 where a series of
superficial pathologies and structural origin of high severity was identified that affects
the transitability and comfort in the mentioned Avenue, in some cases the pathologies
are linked to the deficient capacity of the subgrade of the pavement, causing the
appearance of a variety of faults and with the passage of time have been extended
and aggravating its severity.
Finally, based on the results of the surface and structural evaluation of the
pavement, it was recommended that for section 01 re-work and reconstruction works
should be carried out in certain areas, taking into account the reinforcement of the
subgrade. Likewise, for section 02, routine maintenance work must be carried out to
guarantee the transitability, safety and comfort for users who circulate daily on the
Avenue.
KeyWords: Evaluation, deflectometry, pathologies, pavement, subgrade.
19

INTRODUCCIÓN
Las vías de comunicación es la base para el desarrollo del país, mejorando la calidad
de vida de los habitantes, fomenta el crecimiento económico, turístico y cultural entre
regiones o ciudades. Por lo tanto, es importante conocer el estado superficial y
estructural en que se encuentras las vías en la ciudad de Tacna, contando con un
plan estratégico para el mantenimiento, conservación y rehabilitación, se puede
brindar a los usuarios seguridad y confort en las vías de la ciudad. La av. Jorge
Basadre Grohmann tramo Calle 22 – Av. Pinto, es una vía importante para la ciudad
de Tacna, especialmente para la zona industrial, es una vía de doble sentido (una
calzada por cada sentido), tiene una longitud aproximada de 1699.00 m y una sección
de 6.60 metros por cada calzada.

Mediante la evaluación superficial, se puede identificar y evaluar los daños presentes
en la superficie del pavimento. Existe una seria de metodologías para la evaluación
de pavimentos, entre ellas tenemos el método “Visión Inspection de Zones et
Itinéraires Á Risque (VIZIR), de fácil aplicación a nivel internacional, consiste en
realizar una auscultación de las fallas superficiales en el pavimento y por medios de
algunos parámetros se puede determinar el estado actual en que se encuentra la
superficie del pavimento. Con los resultados de la metodología del VIZIR se
recomendó alternativas de tratamiento más conveniente según las patologías y
severidad de lasfallas en el pavimento flexible.

La metodología francesa conocido como Visión Inspection de Zones et Itinéraires Á
Risque (VIZIR), permite a partir de una auscultación in situ, recolectar información
para luego cuantificar y calificar el estado de deterioro del pavimento flexible. Con los
resultados obtenidos nos permite estudiar el comportamiento estructural y funcional
del pavimento, dado a que esta metodología clasifica las patologías en dos grupos
como Tipo “A” para condición estructural del pavimento y de Tipo “B” en su mayoría
de tipo funcional. Los rangos de clasificación del VIZIR, tiene una escala de 1 a 7,
donde 1 (Bueno) es considerado mejor condición y hasta 7 (Deficiente) la peor
condición.

Con el objetivo de comparar y validad los resultados obtenidos por la metodología de
VIZIR, se optó por comparar los resultados aplicando la metodología conocido como
Índice de Condicen del Pavimento (PCI), debido a que ambas metodologías evalúan
la evaluación superficial del pavimento, se realizó un análisis y comparación de
20
ambos resultados para determinar las variación o similitud existe en los resultados
que se obtengan de ambas metodologías.

Además, se realizó una evaluación estructural (deflectometría) no destructivo en la
Av. Jorge Basadre Grohmann por medio del equipo conocido como viga Benkelman,
básicamente consiste en realizar lecturas de las deflexiones a nivel de la superficie
de rodadura del pavimento generadas ante una carga aplicada, mediante este
ensayo se recopilo información de las características de la estructura del pavimento
y la subrasante. Para el procesamiento de los resultados de las deflexiones, se aplicó
el “Modelo de Hogg modificado” que permite obtener el módulo de elasticidad de la
subrasante y en base a estos resultados se puede obtener la capacidad de
resistencia de la subrasante (CBR) mediante la ecuación propuesta por “Heukelom”.
También se realizó el ensayo de CBR de la subrasante en laboratorio, con el objetivo
de comparar los resultados del modelo de Hogg y con los rangos de clasificación del
MTC.

Conociendo las condiciones superficial y estructural en que se encuentra el
pavimento flexible, se propuso alternativas de tratamiento como reconstrucciones
parciales, recapeo, parchado asfaltico y manteamiento rutinarios en función al tipo,
severidad y extensión de las fallas, además se identifica los sectores más afectados
por las fallas superficiales y de origen estructurales que afectan la transitabilidad en
la avenida.

21
1CAPÍTULO I:
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
Unos de los principales problemas en la ciudad de Tacna, es mal estado en
que se encuentran las carreteras y vías urbanas, es frecuente encontrar diferentes
tipos de patologías en la superficie del pavimento y en algunos casos se pueden
presentarse daños estructurales. Las fallas pueden estar sujetas a distintos factores
como: falta de mantenimiento, el fin de su vida útil, un mal diseño de la estructura del
pavimento, baja calidad de materiales, errores constructivos, agentes climáticos,
daños por cambios de tuberías en sistemas de agua y desagüe, entre otros.

Pero el principal problema que tiene la ciudad de Tacna, es que no cuentan con
un plan de mantenimiento adecuado y ningún control actualizado de cómo se
encuentran el estado de las vías de la ciudad, lo que conlleva al rápido deterioro de
la superficie del pavimento, provocando malestar para los conductores y la población.
Por tal razón, es necesario identificar y localizar los tipos de fallas presentes tanto
superficiales como estructurales, para determinar el estado actual en que se
encuentran el pavimento flexible, teniendo una base de datos se podría formular
alternativas de mantenimiento del pavimento.

La Av. Jorge Basadre Grohmann tramo Calle 22 – Av. Pinto, es una vía de
doble sentido con una calzada para cada sentido y tiene una longitud aproximada de
1699.00 m. En 1988 la Municipalidad de Tacna realizó trabajo de mejoramiento de la
mencionada avenida y en el 2011 se realizó trabajos de ampliación y mejoramiento
de la vía. En la actualidad las avenidas del parque industrial tienen una alta demanda
de transporte público, privado y especialmente por vehículos carga, debido a que se
encuentra en una zona industrial, además el pavimento viene presentando una seria
de patologías superficiales y estructurales que afecta la transitabilidad en la vía.

Por ser una vía de alto tránsito se observó que el pavimento flexible presenta
daños superficiales como pérdida de agregados, fisuras de borde, además, fallas de
condición estructural como fisuras longitudinales por fatiga, piel de cocodrilo, baches,
entre otros, que generan incomodidad a los transportistas e industrias.

22
Por lo tanto, es necesario conocer el estado actual en que encuentra la Av.
Jorge Basadre Grohmann tramo Calle 22 – Av. Pinto, mediante el presente estudio
se puede identificar las patologías superficiales, estructurales y a que se deben su
origen. El objetivo es conocer su estado actual y qué acciones se deberían realizar
para la recuperación y mantenimiento de la vía, actualmente se desconoce que se
hayan realizados estudios en la avenida, especialmente estructurales el cual están
vinculas con algunas patologías superficiales.

Figura 1. Condición actual del pavimento.
Fuente: Diseño propio.

Figura 2. Las fallas dificultan la transitabilidad en la vía
Fuente: Diseño propio.

Autos evitan parcheo en mal estado. El auto transita por la berma, provocando la
fisura de borde y escalonamiento entre calzada y
berma (desnivel de carril y berma).
Daños superficiales. Daños estructurales
23
1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
1.2.1 PROBLEMA GENERAL
- ¿De qué manera las patologías influyen en la superficie y estructura del
pavimento flexible, en la Av. Jorge Basadre Grohmann tramo calle 22 –
Av. Pinto – Tacna, 2018?
1.2.2 PROBLEMAS ESPECÍFICOS
- ¿Cuáles son los resultados de la evaluación superficial de las patologías
aplicando la metodología VIZIR, en la Av. Jorge Basadre Grohmann
tramo Calle 22 – Av. Pinto – Tacna, 2018?

- ¿Cuáles son los resultados de la evaluación estructural (deflectometría)
por medio de la viga Benkelman, en la Av. Jorge Basadre Grohmann
tramo Calle 22 – Av. Pinto – Tacna, 2018?

- ¿Cuál es el resultado de la evaluación de la subrasante en función a su
capacidad de soporte (CBR), en la Av. Jorge Basadre Grohmann tramo
Calle 22 – Av. Pinto – Tacna, 2018?

24
1.3 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN

Las infraestructuras viales en la ciudad de Tacna son parte esencial que
permite la conexión con el resto de las regiones del Perú, tanto turístico y comercial.
Para la presente tesis se optó por la Av. Jorge Basadre Grohmann tramo Calle 22 –
Av. Pinto, vía con alta demanda vehicular liviano y pesado.

La presente tesis quiere dar a conocer el estado superficial y estructural del
pavimento flexible en la av. Jorge Basadre Grohmann, correspondiente al tramo Calle
22 – av. Pinto. Para el estudio superficial del pavimento se empleará la metodología
de Visión Inspection de Zones et Itinéraires Á Risque (VIZIR), con el que determinará
la condición superficial en que se encuentra el pavimento, mediante una auscultación
in situ se podrá recolectar información para luego cuantificar y calificar el estado de
deterioro del pavimento flexible. La clasificación que utiliza la metodología VIZIR,
varia de 1 a 7, donde 1 (Bueno) es considerado mejor condición y 7 (Malo) la peor
condición.

Para el método de evaluación estructural del pavimento se utilizó el equipo
conocido con el nombre de la Viga Benkelman, el estudio se basa en lecturas de
deflexiones y deformaciones a nivelde superficie del pavimento mediante la
aplicación de una carga en la superficie de rodadura. Se trata de una metodología
“no destructiva” a comparación de otros métodos más caro y destructivos que
generalmente tomas muestras perforando el pavimento y alteran la estructura del
pavimento. En base a los resultados obtenidos de las deflexiones, se utilizó modelo
de Hogg el cual permite determinar la capacidad de resistencia de la subrasante
(CBR) y su módulo de elasticidad, además se realizó un ensayo en laboratorio de
una muestra de suelo de la subrasante con el objetivo de comparar los resultados del
modelo de Hogg y con la clasificación de la subrasante propuesto por el MTC.

Desde un punto ambiental, los más afectados son los habitantes, peatones y
fabricas cercanas, por la contaminación de partículas de polvo que se generan en
determinadas zonas donde se ha perdido la carteta asfáltica, también vienen siendo
afectados por el monóxido de carbono (CO) producidos por los autos que circular
lentamente a causa del mal estado de la vía.

25
Con respecto a la parte social, los afectados viene siendo los conductores,
trabajadores de las fábricas y peatones, debido a que la avenida se encuentra en mal
estado, generando incomodidad al momento de transitar o cruzar por la avenida.

Desde el punto económico, los afectados vienen siendo los conductores debido
a la presencia de una serie de patologías de alta severidad que se extienden en la
superficie del pavimento, como por ejemplo baches, parcheos en mal estado y
huecos, que generan desgaste o averías en sus unidades vehiculares, provocando
de esta manera un mayor gasto a los conductores para mantener en buen estado
sus unidades.

Así mismo, el tramo de la Av. Jorge Basadre Grohmann tramo Calle 22 – Av.
Pinto es una vía importante para la ciudad de Tacna, especialmente para el área
industrial donde tiene una alta demanda de transporte particular y vehículos carga.
Dado al constante tráfico y la falta de mantenimiento la superficie del pavimento
flexible ha presentado una serie de patologías que dificultan la transitabilidad
vehicular y el malestar por parte de los conductores.

En la actualidad se desconoce que se hayan realizado estudios recientemente
sobre la condición superficial y especialmente estructural del pavimento flexible, por
ende, se sugiere que los resultados obtenidos de esta investigación sirvan como base
para futuros proyectos o programas de mantenimiento que se pretenden realizar en
el tramo mencionado por las entidades encargadas de su administración.

26
1.4 OBJETIVOS
1.4.1 OBJETIVO GENERAL
- Determinar que las patologías influyen en la superficie y estructura del
pavimento flexible, en la Av. Jorge Basadre Grohmann tramo calle 22 –
Av. Pinto – Tacna, 2018.
1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Determinar los resultados de la evaluación superficial de las patologías
aplicando la metodología del VIZIR, en la Av. Jorge Basadre Grohmann
tramo Calle 22 – Av. Pinto – Tacna, 2018.

- Determinar los resultados de la evaluación estructural (deflectometría)
por medio de la Viga Benkelman, en la Av. Jorge Basadre Grohmann
tramo Calle 22 – Av. Pinto – Tacna, 2018.

- Determinar el resultado de la evaluación de la subrasante en función a su
capacidad de soporte (CBR), en la Av. Jorge Basadre Grohmann tramo
Calle 22 – Av. Pinto – Tacna, 2018.
1.5 HIPÓTESIS
1.5.1 HIPÓTESIS GENERAL
- Las patologías influyen negativamente en la superficie y estructura del
pavimento flexible, en la Av. Jorge Basadre Grohmann tramo calle 22 –
Av. Pinto – Tacna, 2018.
1.5.2 HIPÓTESIS ESPECÍFICO
- Los resultados de la evaluación superficial de las patologías aplicando la
metodología del VIZIR son desfavorables (malos), en la Av. Jorge
Basadre Grohmann tramo Calle 22 – Av. Pinto – Tacna, 2018.

- Los resultados de la evaluación estructural (deflectometría) por medio de
la viga Benkelman son desfavorables (malos), en la Av. Jorge Basadre
Grohmann tramo Calle 22 – Av. Pinto – Tacna, 2018.

- El resultado de la evaluación de la subrasante en función a su capacidad
de soporte (CBR) es inadecuado (malo), en la Av. Jorge Basadre
Grohmann tramo Calle 22 – Av. Pinto – Tacna, 2018.

27
2CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
2.1 ANTECEDENTES DEL ESTUDIO
2.1.1 ANTECEDENTES INTERNACIONALES

- (Ceron, 2006) Se el estudio de “Evaluación y comparación de
metodologías VIZIR y PCI sobre el tramo de vía en pavimento flexible y
rígido de la vía: Museo Quimbaya - CRQ Armenia Quindío (PR 00+000 -
PT 02+600)”. Se trata de una vía de 2 tramos donde se realizó una
comparación de las metodologías de PCI y VIZIR, los resultados que se
obtuvieron fueron los siguientes, para el Tramo 01 tratándose de un
pavimento flexible, se obtuvo un valor promedio de 53.55 (Regular) según
el PCI, y en la metodología VIZIR se obtuvo un valor promedio de 3
(Regular) llegando a la conclusión que ambas metodologías, aunque
existan algunas diferencias se obtenían valores similares tanto en los
datos estadísticos como graficas de dispersiones. Con respecto al Tramo
02 que está compuesto por un pavimento rígido, solo se aplicó la
metodología del PCI con un valor de 86.9 (Excelente), debido a que el
método de VIZIR solo se puede utilizar en pavimento flexibles.

- (Marruco, 2014) Presentaron su tesis “Evaluación de la metodología
VIZIR como herramienta para la toma de decisiones en las intervenciones
a realizar en los pavimentos flexibles”, clasifico las patologías del
pavimento por su condición estructural y funcional, según la gravedad,
severidad y extensión, para ello se propuso una matriz de rehabilitación
donde establecen la intervención a considerar y una estrategia de
intervención según el tráfico vehicular y vida útil de la vía.

- (Sierra y Rivas, 2016) Presentaron su tesis “Aplicación y comparación de
las diferentes metodologías de diagnóstico para la conservación y
mantenimiento del tramo Pr 00+000 – Pr 01+020 de la vía al llano (Dg 78
Bis Sur – Calle 84 Sur) en la Upz Yomasa”, se realizó un estudio detallado
en la vía, para tal estudio se aplicó la metodología del PCI y VIZIR, donde
se realizó las comparaciones de ambas metodologías para determinar el
28
estado de la capa de rodadura asfáltica de la vía, así mismo, determinar
las ventajas y desventajas de las ambas metodologías.
Según los resultados, el método del PCI es más compleja, debido a que
considera todos los tipos de fallas que puede presentar el pavimento,
mientras que el VIZIR evalúa los daños estructurales y no toma en cuenta
los daños funcionales.
Con los resultados obtenidos, se llega a la conclusión que la metodología
PCI es recomendable para vías de capa de rodadura rígido, que
comprende todos los tipos de daños y por ser un método más aplicado
en el país de Colombia. Mientras que el método VIZIR se recomienda
para mantenimiento viales urbanos, debido a que es más fácil de
entender.

2.1.2 ANTECEDENTES NACIONALES
- (Balarezo, 2017) Realizó la tesis de pregrado “Evaluación estructural
usando Viga Benkelman aplicada a un pavimento” el trabajo de
investigación se fundamente en estrategias para la intervención y
rehabilitación a través de un estudio estructural del pavimento utilizando
la viga Benkelman, usando el modelo matemático de Hogg, el cual
permite obtener el módulo de elasticidad de la subransante.De esta forma
se puede obtuvo el valor de CBR para analizar el estado del pavimento y
según el caso diseñar una Sobrecarpeta.
De los resultados obtenidos del estudio del campo de la universidad de
Piura fueron los siguientes, para el primer tramo se obtuvo valores de
CBR donde un 16% (Muy bueno), un 67% (Bueno) y un 17% (Regular).
Para el segundo tramo se obtuvo valores de 83% (Muy bueno) y 17%
(Bueno).
Por lo tanto, el valor promedio obtenido es de 17.030 %(Buena
subrasante) para el primer tramo y un 24.510% (Muy buena subrasante),
según el análisis del autor los valores de CBR no deberían variar mucho,
debido a que ambos pavimentos se encuentran muy cercanos

29
- (Robles, 2015) Realizó la tesis “Cálculo del índice de condición del
pavimento (PCI) Barranco - Surco – Lima”, se realizó un estudio en la Av.
Pedro de Osma cuadra N°1 al N°8 y la Av. Prolongación de la Castellana
cuadra Nº10 al Nº11 del distrito de Surco. Donde se desarrolló una
inspección visual para la recolección de datos y determinar la
clasificación según el PCI.
Con el estudio se determinó que la Av. Prolongación de la Castellana,
califica como un pavimento en mal estado, las fallas más recurrentes es
piel de cocodrilo presente en toda la superficie, especialmente en el
margen izquierdo de la sección de la vía, según la hipótesis podría ser
porque se encuentra situado al lado del rio Surco, donde se sospecha
que habría infiltraciones por debajo de la vía, debilitando así la estructura
del pavimento.

- (Apolinario, 2012) Presento la tesis de Postgrado “Innovación del método
VIZIR en estrategias de conservación y mantenimiento de carreteras con
bajo volumen de tránsito” con el trabajo de investigación realizo un
estudio en la cartera Cañete – Chupaca, desde las progresivas Km
209+000 al Km 212+000, además aplico otras metodologías como el
ESBVT y PCI, donde comparó la variación de los resultados.

De los resultados obtenidos que llego a la conclusión de que en las
progresiva Km 209+000 al Km 212+000, según los resultados promedios
se llegó a la conclusión de que el VIZIR lo clasifica de Regular, PCI lo
clasifica de Malo y ESBVT de Malo.
Según las conclusiones del autor, el método más difundido es el PCI por
el MTC, pero con el fin de introducir alternativas de evaluación es
recomendable que se aplique el método VIZIR.

- (Meza, 2017) Presento la tesis “Evaluación deflectométrica obtenida con
la Viga Benkelman y diseño de estructuras de pavimentos por el método
AASHTO 2008 en la avenida Hartley del distrito de José Luis Bustamante
y Rivera – Arequipa”, realizo ujna variedad de estudios como evaluación
estructural, PCI y estudios de suelos, mediando la recopilación de
información se rediseño el subrasante.

30
Según los resultados que obtuvo una deflexión 75 mm2 y es mayor a la
deflexión admisible que es 64 mm2, el autor concluye que según estos
resultados podrían ser productos de fallas de origen estructural en el
pavimento.
Mediante el modelo Hogg se obtuvo un valor de 10.3% de CBR en la
subrasante y usando las fórmulas de ASSHTO 2008 se obtuvo un valor
de 11366. Lb/pulg2. Finalmente se propuso alternativas de reparación en
determinadas zonas.

2.1.3 ANTECEDENTES LOCALES
- (Alave, 2014) Desarrolló la tesis “Determinación y evaluación de las
patologías del concreto para obtener el índice de integridad estructural
del pavimento y condición operacional de la superficie de las veredas del
distrito de Gregorio Albarracín Lanchipa provincia de Tacna
departamento de Tacna, noviembre del 2014”, el presente trabajo se
realizó el estudio de la superficie de las veredas en la Av. La Cultura de
la asociación Los Próceres, Av. Bohemia y Av. Cusco, aplicando la
metodología del PCI, con el objetivo de identificar las fallas existentes.
Según los resultados, se determinó que las patologías del concreto en las
veredas del distrito de Gregorio Albarracín, que más predominan eran
descascaramiento de esquinas 39.5%, grietas lineales 26.0%,
desconchamiento 20.4%, descascaramiento de juntas 10.8%, entre otro;
luego del análisis, se concluyó que las veredas tienen una clasificación
numérica promedio según el método PCI de 76 (Muy Bueno).

- (Hiliquín, 2016) Presentó su tesis “Evaluación del estado de conservación
del pavimento, utilizando el método PCI, en la Av. Jorge Chávez del
distrito de Pocollay en el año 2016”, según la evaluación que se realizó
se obtuvo un valor de 34.69, en la escala del PCI estaría en el rango de
Malo. También se identificó dos tipos las fallas predominantes como
desprendimiento de agregado con un porcentaje de incidencia de 58.40%
y parches con un porcentaje de 33.80%.

Con respecto a la evaluación estructural del pavimento utilizando la viga
Benkelman se obtuvo resultados para el lado derecho una deflexión de
52,04 x 10-2mm y que en el carril izquierdo un valor de 56,73 x 10-2mm,
31
para ambos casos la deflexión es mayor a la deflexión admisible (Dc
>Dadm), por consiguiente, el autor concluye que existe problemas
estructurales en la sección del pavimento, para ello necesita una
rehabilitación de la vía.

- (Guzman, 2017) Presentó su tesis “Evaluación superficial del pavimento
flexible de la av. Jorge Basadre Grohmann del distrito de Pocollay tramo
Av. Jorge Basadre Grohmann este – Av. Basadre y Forero, aplicando el
método del PCI”, se realizó el estudio del pavimento flexible, aplicando la
metodología del PCI según la normativa ASTM 6433-07, la avenida
cuenta con una longitud aproximada de 1,5440.10 m y para el estudio se
dividió la vía en dos tramos. Con el estudio se determinó que la avenida
cuenta con una seria de fallas como piel de cocodrilo, hundimiento, grieta
de borde, parches y otros. Según los resultados, se obtuvo una
clasificación para el Tramo N°01 de 60 (Bueno) y para el Tramo N°02 de
57 (Regular).

32
2.2 BASE TEÓRICAS
2.2.1 PAVIMENTO
El pavimento es un elemento estructural conformado por una o varias capas de
material clasificado el cual se ubica entre la subrasante y la superficie de rodadura,
tienen la capacidad de soportar directamente cargas estáticas o móviles y
transmitirlas de manera proporcional a las capas inferiores. Estas capas deben ser
de material clasificado, adecuadamente compactado y tienen que descansar sobre
un terreno con la capacidad de sopórtalo.

El pavimento debe estar diseñado y construido para brindar al usuario
comodidad y seguridad cuando se transite sobre su superficie, asimismo el
pavimento según el tipo debe ser capaz de soportar grandes esfuerzos aplicados por
el tráfico vehicular, intemperismo, punzonamiento y debe presentar una regularidad
superficial. Para ello, debe recibir un constante tratamientos que prolonguen su vida
de servicio y mantener la comodidad para los usuarios.

Una de las condiciones necesarias para tener una buena estructura del
pavimento es el tipo de material que se va a utilizar, se tiene que ubicar en las capas
superiores el material de que tenga mayor capacidad y en las capas inferiores
material con menor capacidad, pues los esfuerzos directos que se aplican sobre el
pavimento se van disipando conforme a mayor sea la profundidad.

2.2.1.1 TIPOS DE PAVIMENTOS
Los pavimentos se pueden clasificar asfalticos o flexibles, hidráulicos o rígido,
mixtos entre otros, se diferencian principalmente cómo se comportan al momento de
distribuir las cargas sobre su superficie.

Pavimento Flexible
También se le conoce como pavimento asfáltico, está conformado por una
carpeta asfáltica de mezcla bituminosa con material granular, depositado en la
superficie de rodadura en contacto directo con el tráfico, lo que permite pequeñas
deformaciones adaptándose a las cargas. La construcción de la estructura del
pavimento flexible se realiza a través de varias capas, donde la carpeta asfáltica
descansa sobre una base granular y sub base compactado mecánicamente.

33
El pavimento flexible tiende a ser un poco más económico a comparación del
pavimento rígido en la etapa inicial de la construcción, también tiene un período de
vida útil entre 10 años a 15 años, pero tiene desventaja de requerir un constante
mantenimiento para su conservación o puede ser afectado por el constante tráfico
que se genera en la superficie.Una de las características del pavimento flexible es la capacidad de distribuir
los esfuerzos que se generan en la superficie, mediante pequeñas deformaciones el
pavimento flexible transmite los esfuerzos a las capas inferiores debido a que cuenta
con una menor rigidez. Los esfuerzos que se transmiten a las capas inferiores (Base,
sub base y subrasante) van disminuyendo en función a la profundidad.

Figura 3. Estructura básica de un pavimento flexible
Fuente: (Mora, 2017)
Pavimento Rígido
El pavimento rígido o también conocido como pavimento hidráulico, se trata de
losas de concreto y en algunos casos llevan refuerzos de acero. Este tipo de
pavimento sufre deformaciones menores debido a la resistencia que le brinda el
concreto (mayor rigidez), una de sus desventajas es que para la construcción de este
pavimento resulta ser más costoso a comparación del pavimento flexible.

Figura 4. Estructura básica de un pavimento rígido.
Fuente: Instituto del Cemento Portland Argentino (Calo, 2012)
34
Pavimentos Semirígido
El pavimento semirrígido o compuesto, tiene la misma estructura de un
pavimento flexible, pero la diferencia es que se necesita rigidizar artificialmente las
capas inferiores (base, sub base o subrasante), mediante aditivos como cal,
cemento, emulsiones etc., permitiendo incrementar la capacidad de resistencia de
las capas inferiores

2.2.2 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO.
Existen dos tipos de pavimentos (flexibles y rígidos), la principal diferencia es
la manera como distribuye los esfuerzos o cargas y el efecto que tiene las capas de
niveles inferiores sobre la superficie de rodadura, generándose deflexiones y
pequeñas deformaciones. El pavimento flexible transfiera las cargas o esfuerzos de
manera puntual hacia un sistema de multicapas, mientras que un pavimento rígido,
tiene grande módulo de elasticidad (resistencia que le brinda el cemento) y distribuye
los esfuerzos de compresión en un área mayor.

Por lo tanto, el pavimento flexible tiene unas mayores deformaciones por contar
con una menor rigidez, en cambio los pavimentos rígidos asumen los casi todos los
esfuerzos, produciendo una menor deformación.

Figura 5. Comportamiento estructural de los pavimentos rígidos y asfálticos.
Fuente: (Bardales y Cheng, 2013)

35
2.2.3 CONFORMACIÓN DEL PAVIMENTO FLEXIBLE
Sub base

Es la capa del pavimento que se ubica por debajo de la base, está compuesto
por material granular de moderada calidad, debido a que está sometido a menor
esfuerzos a comparación de la base. Tiene como función resistir las cargas que le
transmite la base y trasladarlas a la subrasante, también cumple la función de drenar
el agua que se infiltran en la superficie, usualmente se utiliza para pavimento flexible
y en algunos casos dependiendo del terreno donde se trabaje en pavimentos rígidos

El empleo de la sub base se da cuando se necesita reforzar la capacidad de
resistencia del suelo, por lo tanto, el espesor de la sub base dependerá de las
condiciones de diseño que se tomen en cuenta. La sub base debe tener un grado de
compactación comprendido entre el 95 a 100 % de la máxima densidad seca.

Base

Es la capa que se encuentra entre la sub base y la carpeta asfáltica, tiene la
función de resistir y transmitir los esfuerzos verticales que se dan en la carpeta de
asfáltica, absorben gran parte de los esfuerzos y luego lo transmite a las capas
inferiores. Están compuestos por materiales granulares procesador o estabilizados y
como se encuentra directamente en contacto con la carpeta asfáltica, debe poseer
una resistencia alta a las deformaciones.

Carpeta Asfáltica

La carpeta asfáltica se encuentra en la parte superior y proporciona una
superficie de rodamiento, tiene la función de soportar y transferir los esfuerzos que
se generan en su superficie y trasladarlas a las capas inferiores, además cumple la
función de impermeabilizar la parte superior, evitando que ingrese a las capas
subyacentes. Es espesor puede varias de 2.50 cm en adelante, según al tipo de uso
que se vaya a dar, está compuesto por una mezcla de material granular grueso y
fino, además se le incluye un filler y cemento asfaltico.

36
2.2.4 TIPOS DE FALLAS EN EL PAVIMENTO
Las fallas o patologías se pueden clasificar en grupos como estructurales y
superficiales (funcionales), las fallas estructurales están directamente vinculados a
problemas que se generan en la estructura del pavimento (capas inferiores), además
el tratamiento de rehabilitación es más costoso, las fallas superficiales se presentan
en la superficie del pavimento y no están vinculado a problemas en las capas
inferiores en algunos casos, sino a las condiciones a las que se encuentran
(intemperismo) o son sometidas, generalmente para este tipo de fallas solo es
necesario realizar trabajos periódicos de mantenimiento.

Fallas estructurales
Según el (MTC, 2014), lo define de la siguiente manera:
Los deterioros estructurales caracterizan un estado estructural del pavimento,
concerniente al conjunto de las diferentes capas del mismo o bien solamente a
la capa de superficie.
Las cargas circulantes resultan generalmente en:
✓ Deformaciones verticales elásticas del material de las capas granulares y
del suelo de la subrasante.
✓ Deformaciones horizontales elásticas de tensión por flexión en la parte
inferior de las capas asfálticas.
Si la deformación vertical de las gravas y/o suelos excede el límite admisible,
se observan deformaciones permanentes del pavimento (hundimiento o
ahuellamiento de gran radio). Si la deformación horizontal de tensión por flexión
en la parte inferior de las capas asfálticas excede el límite admisible, dichas
capas se fisuran en su parte inferior y las fisuras luego se propagan hasta la
superficie: fisuras longitudinales en las huellas del tránsito y fisuras en forma
de piel de cocodrilo.
Los deterioros o fallas (deformación y/o fisuración) no aparecen de inmediato
(en general), sino al cabo de la repetición de cargas definida por la curva de
fatiga de cada material. (MTC, 2014, p. 86)

37
Fallas superficiales
Las fallas superficiales generalmente están vinculados a la condición locales,
tipo de construcción, falta de mantenimiento, calidad de los materiales o el exceso
tráfico vehicular. En algunos casos las fallas superficiales pueden haber surgido,
evolucionado, provocado por de las fallas estructurales.

Figura 6. Fallas en el pavimento.
Fuente: (Rodríguez, 2009)

2.2.5 IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DEL DETERIORO DEL PAVIMENTO

Uno de los objetivos de realizar una evaluación periódica al pavimento, es
determinar si la vía presenta algún daño, mediante un estudio se puede identificar
qué tipo de falla presenta, la extensión y severidad. Según los resultados que se
obtengan se puede definir qué estrategia de rehabilitación o recuperación de debe
realizar al pavimento.

Figura 7. Relación actividades de Mantenimiento y Rehabilitación
Fuente: Elaboración propia.

EVALUACIÓN SUPERFICIAL Y
ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO
NO HACER NADA MANTENIMIENTO REHABILITACIÓN
Correctivos Preventivos Refuerzo
Estructural
Reconstrucción
ANÁLISIS
ECONÓMICO
39
EVALUACIÓN SUPERFICIAL
DEL PAVIMENTO

2.2.6 EVALUACIÓN SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO
Para la evaluación de las patologías en la superficie del pavimento, es
necesario distinguir que las fallas se dividen en fallas funcionales (superficiales)
y estructural. Existe una serie de metodologías que ayudan a evaluar y clasificar
la superficie del pavimento, pero lo que caracterizan a estas metodologías es que
consideran algunos aspectos en común.

• Clasifican el tipo de patología, es un indicador del tipo de falla que
presenta el pavimento.